(57)【要約】  【課題】従来のものと同等の機能を有しながらも構造の簡素化と製造コストの低減を図ったワーク位置決め装置を提供する。  【解決手段】治具ベース１の上に複数の位置決めゲージ４Ｂを立設した構造であって、位置決めゲージ４Ｂは二つ一組の丸柱状のゲージポスト５とゲージプレート６とから構成してある。ゲージポスト５の下端のリーマボルト１８を治具ベース１の基準面２ａに予め形成したリーマ加工穴１６に嵌合させて位置決め固定してある。ゲージプレート６にはワークを受ける受け面６ａのほか二つ一組とするリーマ加工穴２１が形成されていて、このリーマ加工穴２１をゲージポスト５の上端のリーマボルト１７に嵌合させてゲージポスト５に位置決め固定してある。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具ベースの上にワークを位置決め支持するための複数の位置決めゲージを立設してなる位置決め装置であって、
上記治具ベースは、下面に脚部を装着した単一の板材の上面を所定の平面度に仕上げて基準面としてあるとともに、その基準面には少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴を複数組形成してある一方、
上記位置決めゲージは、
両端に形成されたはめ合い軸部のうちの一方を少なくとも二つで一組とする上記リーマ加工穴に嵌合保持させることで上記基準面に個別に位置決め固定される同じ長さで且つ少なくとも二つで一組とする複数組の柱状のゲージポストと、
位置決め対象となるワークを直接位置決め支持することになるワーク受け面のほか上記はめ合い軸部に対応して少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴が形成されていて、このリーマ加工穴を上記ゲージポストの両端のはめ合い軸部のうちの他方に対して嵌合保持させることで二つで一組とするゲージポストに個別に位置決め固定されるゲージ本体と、
を備えていることを特徴とするワーク位置決め装置。
【請求項２】
上記基準面上の一部の位置決めゲージは、ワークを位置決め支持する機能に加えてその位置決め支持したワークをクランプする機能を備えていて、
その一部の位置決めゲージにおけるゲージ本体は、ゲージ本体との間でワークをクランプするクランプ部材と、そのクランプ部材をクランプ，アンクランプ動作させるアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク位置決め装置。
【請求項３】
上記はめ合い軸部はゲージポストと一体に形成されたリーマボルトであって、相手側のリーマ加工穴に嵌合させた上でナットとの組み合わせをもって治具ベースまたはゲージ本体と締結結合されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク位置決め装置。
【請求項４】
上記リーマボルトは、ゲージポストの一般部直径よりも小径の円筒軸部の先端にさらにそれよりも小径のねじ部を有する段付きボルト状のものであって、
ゲージ本体側のリーマ加工穴に嵌合する円筒軸部の長さよりも治具ベース側のリーマ加工穴に嵌合する円筒軸部の長さの方が大きく設定してあるとともに、
上記ゲージポストとその両端の円筒軸部とのなす段状部を着座面として当該ゲージポストを治具ベースおよびゲージ本体のそれぞれに着座させるようになっていることを特徴とする請求項３に記載のワーク位置決め装置。
【請求項５】
上記ゲージ本体側のリーマ加工穴を段付き穴形状のものとして形成してあることを特徴とする請求項４に記載のワーク位置決め装置。
【請求項６】
上記脚部は丸柱状のものであって、その上端面を治具ベースに着座させた上でボルト締結してある一方、接地面にはロックナット付きのレベル調整用のアジャストボルトを装着してあることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のワーク位置決め装置。
【請求項７】
少なくとも二つで一組として並設したゲージポストをそれら複数のゲージポストが共有する圧締クランプ部材でクランプして、複数のゲージポスト同士を互いに連結したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワーク位置決め装置。
【請求項８】
治具ベースに対するゲージポストの着座面直径をゲージポストの一般部直径よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のワーク位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体部品に代表されるようなワークを位置決めするための装置に関し、例えば自動車の車体の一部を構成することになるパネル状の車体部品同士の相対位置決めを行った上でスポット溶接を施して、いわゆる車体部品の溶接組立を行う際に使用されるワーク位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように車体部品の溶接組立を行う際には、予めワークたるパネル状の車体部品同士の相対位置決めを行う必要があることから、治具ベースの上に多数の位置決めゲージを立設してなるワーク位置決め装置としての位置決め治具が使用される。
【０００３】
この位置決め治具は、例えば図８に示すように、表裏両面に精密機械加工を施したベース盤１０２と型鋼等の骨格部材１０３を組み合わせて溶接することで治具ベース１０１とし、それらの下面四隅に脚部１０４をボルト１０５にて連結する一方、その治具ベース１０１の上にワークの断面形状に応じた受け面１０６ａを有するゲージプレート１０６を主要素とする位置決めゲージ１０７Ａ，１０７Ｂや、先端にロケートピン１０８ａを有するロケートピンユニット１０８を立設してある。そして、上記の位置決めゲージ１０７Ａ，１０７Ｂのなかにはゲージプレート１０６のみのいわゆる位置決め機能のみを有するもの１０７Ａと、ゲージプレート１０６による位置決め機能に加えて、そのゲージプレート１０６に付帯しているクランプシリンダ１０９駆動のクランプアーム１１０によるいわゆるクランプ機能を備えたもの１０７Ｂとが混在しており、いずれのタイプのものもゲージプレート１０６単独ではなく平面視にて略Ｔ字状に組み立てられたゲージポスト１１１を介して治具ベース１０１上に立設してある。
【０００４】
より詳しくは、例えば上記のクランプ機能付きの位置決めゲージ１０７Ｂを例にとると、図９に示すようにケージポスト１１の下部を治具ベース１０１のベース盤１０２上に着座させた上で、複数のボルト１１２とノックピン１１３とをもって位置決め固定してあるとともに、同じくゲージポスト１１の上端部に対してゲージプレート１０６を複数のボルト１１２とノックピン１１３とをもって位置決め固定してある。さらに、ゲージプレート１０６にはクランプシリンダ１０９を連結してあるとともに、そのクランプシリンダ１０９の伸縮作動に応じてクランプ，アンクランプ動作するクランプアーム１１０を中間リンク１１４とヒンジピン１１５を介して連結してある。
【特許文献１】特開２００３−７１５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の構造では、治具ベース１０１がベース盤１０２と骨格部材１０３とを溶接して一体化した構造であるため、溶接コストが高いだけでなく構造が複雑で重量が大きくなるほか、治具全体として次に列挙するよう不具合がある。
【０００６】
（１）治具ベース１０１が溶接構造であるため、ベース盤１０２の機械加工精度を安定化させるために焼鈍等の熱処理を施す必要があり、コストアップを招きやすい。
【０００７】
（２）ベース盤１０２の表裏両面に機械加工を施す必要があるため、コストアップを招きやすい。
【０００８】
（３）ベース盤１０２に加工すべきねじ穴１１６のほかノックピン１１３のためのリーマ穴１１７の数が多く、コストアップを招きやすい。
【０００９】
（４）治具ベース１０１の重量が大きいために堅固な脚部１０４が必要となり、コストアップと一層の重量増加を招きやすい。
【００１０】
（５）ゲージポスト１１１は複数の鋼板等を溶接して組み立てた構造であり、しかも図９に示したようにゲージプレート１０６に対する結合面とベース盤１０２に対する着座面とが面直角となるように高精度に仕上げなければならず、コストアップを招きやすい。
【００１１】
（６）ゲージポスト１１１およびゲージプレート１０６に加工すべきねじ穴やボルト穴のほかノックピン１１３のためのリーマ穴の数が多く、コストアップを招きやすい。
【００１２】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけ従来のものと同等の機能を有しながらも構造の簡素化と製造コストの低減を図ったワーク位置決め装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、治具ベースの上にワークを位置決め支持するための複数の位置決めゲージを立設してなる位置決め装置であって、上記治具ベースは、下面に脚部を装着した単一の板材の上面を所定の平面度に仕上げて基準面としてあるとともに、その基準面には少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴を複数組形成してある。その一方、上記位置決めゲージは、両端に形成されたはめ合い軸部のうちの一方を少なくとも二つで一組とする上記リーマ加工穴に嵌合保持させることで上記基準面に個別に位置決め固定される同じ長さで且つ少なくとも二つで一組とする複数組の柱状のゲージポストと、位置決め対象となるワークを直接位置決め支持することになるワーク受け面のほか上記はめ合い軸部に対応して少なくとも二つで一組とするリーマ加工穴が形成されていて、このリーマ加工穴を上記ゲージポストの両端のはめ合い軸部のうちの他方に対して嵌合保持させることで二つで一組とするゲージポストに個別に位置決め固定されるゲージ本体とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
この場合、請求項２に記載のように、上記基準面上の一部の位置決めゲージは、ワークを位置決め支持する機能に加えてその位置決め支持したワークをクランプする機能を備えていて、その一部の位置決めゲージにおけるゲージ本体は、ゲージ本体との間でワークをクランプするクランプ部材と、そのクランプ部材をクランプ，アンクランプ動作させるクランプシリンダ等のアクチュエータを備えているものとする。
【００１５】
また、請求項３に記載のように、上記はめ合い軸部はゲージポストと一体に形成されたリーマボルトであって、相手側のリーマ加工穴に嵌合させた上でナットとの組み合わせをもって治具ベースまたはゲージ本体と締結結合されるものであることが望ましい。
【００１６】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、位置決め対象となるワークを直接支持することになるゲージ本体は、リーマ加工穴とそれに対応するはめ合い軸部との相互嵌合をもって治具ベース上に立設された少なくとも二つで一組とする丸柱状のゲージポストの上端に同じくリーマ加工穴とそれに対応するはめ合い軸部との相互嵌合をもって支持されているかたちとなり、従来のワーク位置決め装置と全く同等の機能が発揮される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、従来のものと比べて治具ベースやゲージポストそのものの構造が簡素化されていることはもちろんのこと、それらの治具ベースやゲージポストおよびゲージ本体に加工すべきリーマ穴等の穴加工数が大幅に少なくなっているため、ワーク位置決め装置全体としての構造の簡素化と製造コストの大幅な削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜３は本発明に係るワーク位置決め装置のより具体的な実施の形態を示しており、特に図１はその全体構造を、図２，３は図１の要部の詳細をそれぞれ示している。
【００１９】
図１に示すように、ワーク位置決め装置は、矩形状で且つ平板状のベース盤２の周縁部に丸柱状の複数の脚部３，３‥を下向きに突設してなる治具ベース１と、その治具ベース１の上に立設した複数の位置決めゲージ４Ａ，４Ｂおよびロケートピンユニット４Ｃとから構成されている。そして、各位置決めゲージ４Ａ，４Ｂは後述するように二本で一組とする丸柱状のゲージポスト５，５と、それらのゲージポスト５，５の上端に連結されたゲージ本体としてのゲージプレート６を主要素とするもので、位置決めゲージ４Ａ，４Ｂのなかには、そのゲージプレート６に形成された受け面６ａをもってワークを直接位置決め支持するだけの機能を有するもの４Ａと、受け面６ａによるワーク位置決め機能に加えて、ゲージプレート６に付設されたクランプシリンダ７駆動のクランプアーム８をもってその位置決め支持したワークをゲージプレート６との間でクランプする機能を有するもの４Ｂとが混在している。
【００２０】
治具ベース１の主要素であるベース盤２は、少なくともその上面（表面）が所定の平面度および面粗度となるように精密機械加工を施すことで各位置決めゲージ４Ａ，４Ｂ等を立設するための基準面２ａとしてある一方、図２に示すようにベース盤２の周縁部の複数箇所には丸柱状の脚部３を連結するための所定サイズのボルト穴９を貫通形成してある。脚部３にはその上下両端にねじ穴（めねじ部）１０を予め形成してあり、その上端のねじ穴１０とボルト１１およびワッシャ１２とをもって丸柱状の脚部３をベース盤２の下面に着座させるようにして堅固に固定してある。さらに、図２のほか図３に示すように、脚部３の下端のねじ穴１０にはロックナット１３付きのアジャストボルト１４を螺合してあり、各脚部３に付帯するアジャストボルト１４を適宜出没調整することでベース盤２の水平度すなわちレベル調整が可能となっている。つまり、図３から明らかなように、アジャストボルト１４付きの脚部３とスペーサ１５とをもってフロアからのベース盤２の基準面２ａまでの高さＨ１が規制されている。
【００２１】
治具ベース１上の複数の位置決めゲージ４Ａ，４Ｂの詳細につきクランプ機能付きのもの４Ｂを例にとって説明すると、図２に示すように、ベース盤１のうち二本で一組とする同じ長さの丸柱状のゲージポスト５，５の立設位置には、そのゲージポスト５，５に対応して二つで一組とする高精度なリーマ加工穴１６を所定のピッチＰで予め貫通形成してある。なお、ここにいうリーマ加工穴１６とは、後述するリーマボルト１７または１８とのはめ合い嵌合のためにリーマ仕上げ加工をもって高精度に仕上げた穴をいう。
【００２２】
その一方、二本で一組とする丸柱状のゲージポスト５，５の両端にはゲージポスト５，５自体の一般部５ａの最大直径よりも小径の同サイズのはめ合い軸部としてのリーマボルト１７または１８を互いに同一軸線上に位置するように一体に形成してある。そして、そのゲージポスト５の下端のリーマボルト１８をリーマ加工穴１６に嵌合させつつ、ゲージポスト５の一般部５ａとリーマボルト１８とのなす段状部たるショルダー面５ｂを着座面としてベース盤２上に立設した上でベース盤２の下面（裏面）側からナット１９をワッシャ２０とともに締め付けることにより、各ゲージポスト５，５をベース盤２上に直立姿勢にて締結固定してある。
【００２３】
同様に、ゲージプレート６の下端の座部６ｂには二つで一組とするリーマ加工穴２１を所定のピッチで予め貫通形成してあり、上記と同様に座部６ｂ側のリーマ加工穴２１をゲージポスト５，５の上端のリーマボルト１７に嵌合させつつ、ゲージポスト５，５の一般部５ｂとリーマボルト１７とのなす段状部たるショルダー面５ｂを着座面としてゲージプレート６の座部６ｂを着座させた上でその座部６ｂの上面（裏面）側からナット２２をワッシャ２３とともに締め付けることにより、ゲージプレート６を一対のゲージポスト５，５の上に直立姿勢にて締結固定してある。すなわち、ベース盤２からのゲージプレート６の高さ位置はゲージポスト５，５の上下両端のショルダー部５ｂ，５ｂ同士のなす寸法Ｈ２によって規制されている。
【００２４】
さらに、ゲージプレート６には、アクチュエータとしてトラニオン型のクランプシリンダ７と、それによってクランプ，アンクランプ操作されることになるクランプ部材としてのクランプアーム８とを、ヒンジピン２４または２５を介してそれぞれに揺動可能に連結してある。
【００２５】
なお、図１に示したロケートピンユニット４Ｃは、上端にロケートピン２６ａを装着した丸柱状の単一のゲージポスト２６を上記と同様のリーマボルトとリーマ加工穴とのはめ合い嵌合をもってベース盤２上に直立姿勢にて立設してある。
【００２６】
したがって、このように構成されたワーク位置決め装置によれば、一部の位置決めゲージ４Ｂに付帯しているクランプアーム８をアンクランプ状態とした上で、ロケートピン２６ａのほか各位置決めゲージ４Ａ，４Ｂにおけるゲージプレート６の受け面６ａを基準としてそれらの受け面６ａにて位置決め対象となる図示外のワークを位置決め支持する。そして、一部の位置決めゲージ４Ｂに付帯しているクランプアーム８をクランプシリンダ７にてクランプ動作させて、ワークを堅固にクランプした後に、スポット溶接等の溶接作業に供することになる。
【００２７】
なお、先に述べたようにベース盤２の水平度は各脚部３に付帯しているアジャストボルト１４の回転操作によって適宜調整される。
【００２８】
このようなワーク位置決め装置としての機能は図８に示した従来のものと基本的に同一であるものの、図１と図８との対比から明らかなように、本実施の形態のワーク位置決め装置によればきわめて簡易な構造のもとで所期の目的を達成できることになる。
【００２９】
すなわち、図１と図８との対比のほか、図２と図９との対比からも明らかなように、治具ベース１およびゲージポスト５そのものの構造が簡素化されているだけでなく、ベース盤２やゲージポスト５およびゲージプレート６の穴加工数ならびにそれに対応することになるボルト，ナットの数が大幅に減少しているために、装置全体としての製造コストの大幅な削減が可能となる。
【００３０】
また、ゲージポスト５は丸柱状の単純形状であるため、旋盤加工での製作が可能であり、これによってもまた製作コストを大幅に削減することが可能となる。
【００３１】
ここで、図４の（Ａ）から明らかなように、ゲージポスト５の下端のリーマボルト１８については、ゲージポスト５自体の一般部５ａにおける最大直径よりも小径な円筒軸部１８ａの先端にさらにその円筒軸部１８ａよりも小径なおねじ部１８ｂを段付軸形状に形成する一方、ゲージポスト５の上端のリーマボルト１７については、上記と同様にゲージポスト５自体の一般部５ａにおける最大直径よりも小径な円筒軸部１７ａの先端にさらにその円筒軸部１７ａよりも小径なおねじ部１７ｂを段付軸形状に形成し、その上で円筒軸部１７ｂの長さＨ３を下端側の円筒軸部１８ｂの長さＨ４よりも予め短く（Ｈ３＜Ｈ４）設定してある。同時に、そのゲージポスト５の上端のリーマボルト１７に対応することになるゲージプレート６側のリーマ加工穴２１については予め段付き穴状のものとして形成してある。
【００３２】
このように構成しておくことにより、ワーク位置決め装置としての組立完了後に、例えば図５に示すように位置決めゲージ４Ｂにおけるゲージプレート６の三次元位置を所定量ａ，ｂ，ｃだけ修正する必要が生じた場合に、その修正作業に容易に対応できる利点がある。
【００３３】
すなわち、図５に示すようにゲージプレート６の三次元位置を所定量ａ，ｂ，ｃだけ修正する場合には、図４の（Ｂ）に示すようにゲージポスト５，５の上下を入れ替えることを前提として、ゲージプレート６側の座部６ｂにおける段付き穴状のリーマ加工穴２１に追加工を施し、例えば同図に示す斜線部Ｑを切除して上記修正代ａ，ｂを確保し、反対側のリーマボルト１８とはめ合い嵌合可能な径とする。同時に、そのはめ合い嵌合の際に座部６ｂとショルダー面５ｂとの間に所定厚み、すなわち修正代ｃに相当する厚みのシムプレート２７を介装して上記修正代ｃを確保する。ただし、ゲージポスト５，５に対するゲージプレート６の高さ位置を下げる場合には、上記のシムプレート２７の採用に代えてショルダー面５ｂに追加工を施すものとする。このように、ゲージポスト５の上下を反転させることでゲージプレート６の三次元位置の修正にも容易に対応できることになる。
【００３４】
図６，７は本発明の第２，第３の実施の形態を示し、特に二本一組で使用するゲージポスト５，５の支持剛性の向上を目的として、それらのゲージポスト５，５の根元部を補強する場合の例を示している。
【００３５】
図６は、二本のゲージポスト５，５にまたがる圧締クランプ部材としての一対の圧締クランプブロック３１，３１をベース盤２に着座させながら、それらのクランプブロック３１，３１をもって二本のゲージポスト５，５の根元部をボルト３２により共締め固定して、ベース盤２に対する各ゲージポスト５，５の着座面積の拡大化を図ったものである。
【００３６】
また、図７に示すものは、各ゲージポスト５，５の根元部にテーパコーン状の拡径部３３を予め一体に形成して、同様にベース盤２に対する各ゲージポスト５，５の着座面積の拡大化を図ったものである。特に本実施の形態の場合には、二本のゲージポスト５，５同士のなすスパンの拡大化も同時に図れることになり、支持剛性の向上が一段と顕著となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るワーク位置決め装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】図１のＡ部を拡大した分解説明図。
【図３】図２の要部正面説明図。
【図４】図２の要部拡大断面説明図。
【図５】図２の組立状態を示す斜視図。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す要部斜視図。
【図７】本発明の第３の実施の形態を示す要部斜視図。
【図８】従来のワーク位置決め装置の一例を示す斜視図。
【図９】図８の要部拡大断面説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１…治具ベース
２…ベース盤
２ａ…基準面
３…脚部
４Ａ，４Ｂ…位置決めゲージ
５…ゲージポスト
５ａ…一般部
５ｂ…ショルダー面（段状部）
６…ゲージプレート」（ゲージ本体）
６ａ…受け面
７…クランプシリンダ（アクチュエータ）
８…クランプアーム（クランプ部材）
１３…ロックナット
１４…アジャストボルト
１６…リーマ加工穴
１７…リーマボルト（はめ合い軸部）
１７ａ…円筒軸部
１７ｂ…おねじ部
１８…リーマボルト（はめ合い軸部）
１８ａ…円筒軸部
１８ｂ…おねじ部
２１…リーマ加工穴
３１…圧締クランプブロック（圧締クランプ部材）
３３…拡径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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